Small Science

Schermata 2015-12-23 alle 11.19.37Oggi Francesco, relatore della mia tesi, ha mandato un email a tutto il gruppo di Onde Gravitazionali comunicando che il sistema di veto per i raggi cosmici del Nautilus veniva definitivamente spento. Dopo ben 19 anni, il sandwich di rilevatori di particelle, il cui companatico era una sbarra di 2300 kg di alluminio raffreddato a 80 mK,  ha cessato il suo onorato servizio. Bhe devo dire che e’ stato un tonfo al cuore. Quel sandwich, la sua ideazione, progettazione,  e realizzazione e’ stata la mia tesi di laurea.
Il Nautilus, il companatico, è stato un rivelatore di onde gravitazionali, ovvero uno strumento per vedere le perturbazioni dello spazio tempo prodotte dai movimenti di grandissime masse nel cosmo (esplosioni di supernove, collassi gravitazionali, buchi neri particolarmente voraci, ecc). Nello spazio tempo a seguito di questi eventi catastrofici, un po’ come accade nello specchio di uno stagno increspato dal lancio di un sasso, si dovrebbero propagare delle onde. Un strumento come il Nautilus, o meglio i suo atomi, non sono stati altro che dei sugherelli sullo specchio dell’acqua in balia delle onde. Il problema e’ che le perturbazioni dello spazio tempo che ci aspettavamo erano ben più piccole delle dimensioni nucleari, addirittura dei quark che compongono un nucleo atomico, quindi avevamo bisogno di “sugherelli” veramente immobili. La ricetta! grande massa, 2300 kg di buon alluminio, per propagare bene il segnale, raffreddato li dove la materia e’ praticamente ferma, ovvero allo zero assoluto. Tecnicamente la cosa e’ un po’ più complicata di così, ma quello che e’ importante e’ che il Nautilus e’ stato uno degli strumenti più sensibili che l’uomo abbia mai costruito che ha osservato la nostra galassia per oltre 20 anni.
Il Nautilus e’ stato così sensibile che i raggi cosmici – le tantissime particelle elementari che provengono continuamente dalla spazio, frutto delle reazioni nucleari che avvengono nel cosmo, potevano generare dei segnali spuri simili a quelli che ci aspettavamo dalle onde gravitazionali. quindi nel 90, mentre mi stavo per laureare, si decise di equiparare il Nautilus di un sistema di veto per i raggi cosmici, che fosse in grado di segnalare quando quello che accadeva nella sbarra di alluminio potesse essere dovuto alle particelle elementari o a reali onde gravitazionali. Le due fette di pane del nostro sandwich che hanno lavorato insieme per circa 20 anni. Il bello e’ accaduto dopo la mia tesi: mentre non abbiamo mai visto le onde gravitazionali, trovammo molti più eventi prodotti dai raggi cosmici di quelli che avevo previsto con le simulazioni. Ma ancora più bello fu il fatto che non avevo sbagliato le simulazioni. Negli anni a seguire realizzammo un nuovo esperimento, RAP – Rivelazione Acustica di Particelle, che dimostro che i calcoli e i dati raccolti erano esatti ma che quando la temperatura del Nautilus scendeva sotto i 2 Kelvin e l’alluminio diventava superconduttore, i parametri da utilizzare dovevano essere diversi. Nessuno lo aveva previsto e mai fatto misure dei parametri termo-meccanici  dell’alluminio a quelle temperature e in quelle condizioni.
Oggi siamo abituati a lavorare in grandi esperimenti (Big Science), le onde gravitazionali ad esempio sono “ricercate” in Europa e America da due gradi collaborazioni EGO-VIRGO e LIGO di migliaia di persone e rivelatori chilometrici ma certo l’esperienza e il piacere di lavorare in un gruppo di 15/20 persone sulla grande scienza a piccola scala e’ indimenticabile.

Informazioni su Giovanni Mazzitelli

Senior Researcher - field of interest high energy physics and particle accelerators; science communication and education; sail and alpinism lover
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